DE102007029894A1 - Microscope with centered illumination - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskop (10) mit einem Hauptobjektiv (20) veränderbarer Brennweite und mit einer Beleuchtungseinheit (40), umfassend eine Lichtquelle und eine Beleuchtungsoptik (41, 42, 43, 44), zur Erzeugung eines auf eine Objektebene (100) gerichteten, außerhalb des Hauptobjektivs (20) verlaufenden Beleuchtungsstrahlengangs, wobei Mittel zur Zentrierung der Beleuchtung in Abhängigkeit von einer Änderung der Brennweite des Hauptobjektivs (20) vorhanden sind und wobei die Beleuchtungsoptik (41-44) zumindest zum Teil zur Zentrierung der Beleuchtung lateral verschiebbar gelagert ist.The present invention relates to a microscope (10) having a main objective lens (20) of variable focal length and comprising a lighting unit (40) comprising a light source and illumination optics (41, 42, 43, 44) for generating an object plane (100). directed, outside of the main objective (20) extending illumination beam path, wherein means for centering the illumination in response to a change in the focal length of the main objective (20) are present and wherein the illumination optics (41-44) mounted laterally displaceable at least partially for centering the illumination is.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskop mit einem Hauptobjektiv veränderbarer Brennweite und mit einer Beleuchtungseinheit umfassend eine Lichtquelle und eine Beleuchtungsoptik zur Erzeugung eines auf eine Objektebene gerichteten, außerhalb des Hauptobjektivs verlaufenden Beleuchtungsstrahlengangs, wobei Mittel zur Zentrierung der Beleuchtung in Abhängigkeit von einer Änderung der Brennweite des Hauptobjektivs vorhanden sind.The The present invention relates to a microscope with a main objective adjustable focal length and with a lighting unit comprising a light source and an illumination optical system for generating one aimed at an object plane, outside the main objective extending illumination beam path, wherein means for centering the lighting depending on a change the focal length of the main lens are present.

Derartige Mikroskope sind aus der DE 195 23 712 C2 und der DE 195 37 868 B4 bekannt. In der erstgenannten DE 195 23 712 C2 ist ein Stereomikroskop mit einem Hauptobjektiv veränderlicher Brennweite, einem nachgeschalteten Zoomsystem und einem Binokulartubus sowie einer benachbart zum Hauptobjektiv angeordneten Beleuchtungseinheit offenbart. Das Hauptobjektiv besteht aus einer festen und einer bewegbaren Linse zur Änderung der Brennweite und der Schnittweite des Hauptobjektivs. Die feste, negative Linse des Hauptobjektivs ist zur Objektebene hin angeordnet, die bewegliche, positive Linse ist dahinter (von der Objektebene abgewandt) angeordnet. Eine Bewegung der beweglichen Linse in Richtung von der Objektebene weg führt zu einer Verkleinerung der Brennweite des Hauptobjektivs. Zur optimalen Beleuchtung der sich vertikal verschiebenden Objektebene wird in dieser Schrift vorgeschlagen, zur Zentrierung der Beleuchtung die Position eines Beleuchtungs-Umlenkelements abhängig von einer Brennweitenänderung des Hauptobjektivs zu verstellen. Dies geschieht dadurch, dass die als Beleuchtungs-Umlenkelement verwendete Prismenlinse derart verschwenkt wird, dass der Beleuchtungsstrahlengang der veränderten Objektebene nachgeführt wird. Hierzu ist die Prismenlinse drehbar um eine Achse gelagert, die senkrecht zu einer Ebene steht, die von der vertikalen optischen Achse des Hauptobjektivs und dem im wesentlichen horizontal geneigt auf die Prismenlinse fallenden Beleuchtungsstrahlengang aufgespannt wird. Hierdurch kann für alle Stellungen der objektabgewandten, beweglichen Linse des Hauptobjektivs eine Fokussierung des Beleuchtungslichtes in den jeweiligen Brennpunkt des Hauptobjektivs gewährleistet werden.Such microscopes are from the DE 195 23 712 C2 and the DE 195 37 868 B4 known. In the former DE 195 23 712 C2 a stereomicroscope is disclosed with a main objective of variable focal length, a downstream zoom system and a binocular tube and a lighting unit arranged adjacent to the main objective. The main lens consists of a fixed and a movable lens to change the focal length and the focal length of the main objective. The fixed, negative lens of the main objective is arranged towards the object plane, the movable, positive lens is arranged behind it (away from the object plane). A movement of the movable lens in the direction away from the object plane leads to a reduction in the focal length of the main objective. For optimum illumination of the vertically displacing object plane is proposed in this document, to adjust the centering of the lighting, the position of a lighting deflection element depending on a focal length change of the main objective. This happens because the prism lens used as the illumination deflecting element is pivoted such that the illumination beam path of the changed object plane is tracked. For this purpose, the prism lens is rotatably mounted about an axis which is perpendicular to a plane which is spanned by the vertical optical axis of the main objective and the substantially horizontally inclined incident on the prism lens illumination beam path. In this way, focusing of the illumination light in the respective focal point of the main objective can be ensured for all positions of the object-facing, movable lens of the main objective.

Die in dieser Schrift vorgeschlagene Kopplung der Drehbewegung des Beleuchtungs-Umlenkelements mit der linearen (vertikalen) Bewegung der objektabgewandten Linse des Hauptobjektivs erfordert sehr sensitive Drehbewegungen des Beleuchtungs-Umlenkelements in Relation zur Bewegung der Linse und stellt hohe Anforderungen an die mechanische Kopplung, die in dieser Schrift konstruktiv aufwendig ausgeführt ist. Störungen wirken sich hierbei direkt für den Anwender sichtbar (speziell bei hohen Vergrößerungen) aus. Weiterhin erweist sich die Größe der Fläche des Umlenkelements als nachteilig, die ausreichend groß sein muss, um auch im Falle der Kippung des Beleuchtungs-Umlenkelements das gesamte Beleuchtungsbüschel abzudecken. Als Beleuchtungs-Umlenkelemente können Spiegel oder die erwähnten Prismenlinsen eingesetzt werden. Bei der Verwendung von Spiegeln ist mit einer Vergrößerung der Spiegelfläche der zusätzliche Nachteil einer größeren erforderlichen Dicke der Spiegelfläche verbunden. Insgesamt steigt somit der Platzbedarf und die Höhe des zu bewegenden Gewichts.The proposed in this document coupling the rotational movement of the lighting deflection with the linear (vertical) movement of the object-facing lens the main objective requires very sensitive rotational movements of the illumination deflection element in relation to the movement of the lens and makes high demands to the mechanical coupling, which is structurally complex in this document is executed. Disruptions affect this directly visible to the user (especially at high magnifications) out. Furthermore, the size of the surface proves the deflection as disadvantageous, which are sufficiently large must, in the case of tilting the lighting deflection the cover entire lighting tufts. As lighting deflection elements can mirror or the mentioned prism lenses be used. When using mirrors is with a Magnification of the mirror surface of the additional Disadvantage of a greater required thickness of the Mirror surface connected. Overall, thus increases the space requirement and the height of the weight to be moved.

In der genannten DE 195 37 868 B4 ist eine Beleuchtungseinrichtung für ein Stereomikroskop mit einem Objektiv mit variabler Abbindungs-Schnittweite offenbart, wobei eine Beleuchtungs-Schnittweitenvariation über ein von der Beobachtungsoptik separiertes optisches System möglich ist. Es sind Mittel zur Kopplung der genannten Schnittweiten offenbart, die bewirken, dass Beleuchtungs-Schnittweite und Abbildungs-Schnittweite übereinstimmen. Des weiteren sind dort Mittel zur Kopplung vorgesehen, die gewährleisten, dass die Winkelstellung eines Umlenkelements der Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit von der jeweiligen Abbildungs- und Beleuchtungs-Schnittweite derart verändert wird, dass immer eine zentrierte Ausleuchtung des betrachteten Sehfelds erfolgt. Da zur Zentrierung der Beleuchtung auch hier mit Drehbewegungen des Beleuchtungs-Umlenkelements gearbeitet wird, ergeben sich auch hier wieder die genannten Nachteile.In the mentioned DE 195 37 868 B4 discloses a lighting device for a stereomicroscope with a lens with variable bonding focal length, wherein an illumination Schnittweitenvariation is possible over a separated from the observation optics optical system. Means are disclosed for coupling said cutoffs that cause the illumination cutoff and the image cutoff to match. Furthermore, there are provided means for coupling, which ensure that the angular position of a deflecting element of the illumination device is changed in dependence on the respective Abbildungsungs- and illumination interface so that there is always a centered illumination of the considered field of view. Since the centering of the lighting is also carried out here with rotational movements of the lighting deflecting element, the disadvantages mentioned again arise here as well.

Eine grundsätzlich andere Möglichkeit der Beleuchtungszentrierung ergibt sich dadurch, dass die Beleuchtung durch das Hauptobjektiv des Mikroskops geführt wird. Diese Lösung ist in den Operationsmikroskopmodellen M520 und M525 der Anmelderin umgesetzt. Hier richtet das Beleuchtungs-Umlenkelement den Beleuchtungsstrahlengang zum und durch das Hauptobjektiv mit veränderlicher Brennweite, so dass die Beleuchtung stets im Fokus zentriert liegt.A basically different way of lighting centering This results from the fact that the illumination through the main objective of the microscope is performed. This solution is in the surgical microscope models M520 and M525 of the Applicant implemented. Here the illumination deflection element directs the illumination beam path to and through the main variable focus lens, so the lighting is always centered in focus.

Ein optisches binokulares Beobachtungssystem mit einem für beide Kanäle gemeinsamen Hauptobjektiv und einem Beobachtungs-Zoomsystem sowie einem Beleuchtungssystem mit einem Beleuchtungs-Zoomsystem schlägt die EP 0 321 586 B2 vor. Über ein Umlenkprisma wird der Beleuchtungsstrahlengang durch das Hauptobjektiv geführt. Das Beleuchtungs-Zoomsystem wird in Abhängigkeit von dem Beobachtungs-Zoomsystem verstellt, um die Größe des Leuchtfelds der sich ändernden Zoomvergrößerung anzupassen.An optical binocular observation system with a main objective common to both channels and an observation zoom system and a lighting system with an illumination zoom system proposes the EP 0 321 586 B2 in front. About a deflection prism, the illumination beam path is guided through the main objective. The illumination zoom system is adjusted in response to the observation zoom system to adjust the size of the luminous field to the changing zoom magnification.

Die bisher genannten Mikroskope setzen vertikale Zoomsysteme ein, d. h., die Längsachse des Zoomsystems liegt parallel zur optischen Achse des Hauptobjektivs. Wird zusätzlich die Beleuchtung oberhalb des Hauptobjektivs in dasselbige eingespeist, entsteht in vertikaler Richtung ein hoher Platzbedarf, der in vertikaler Richtung zu relativ hochbauenden Mikroskopen führt. Dies wiederum ist aus ergonomischen Gründen von Nachteil, da der Abstand von Okular zu Hauptobjektiv größer wird.The previously mentioned microscopes use vertical zoom systems, ie, the longitudinal axis of the zoom system is parallel to the optical axis of the main objective. If, in addition, the illumination above the main objective is fed into the same, a high space arises in the vertical direction which leads in the vertical direction to relatively high-build microscopes. This, in turn, is disadvantageous for ergonomic reasons as the distance from the eyepiece to the main lens becomes larger.

Aus der US 6,473,229 B2 ist ein Stereomikroskop mit einer horizontal angeordneten Beleuchtungseinheit bekannt, deren Beleuchtungsstrahlengang über einen feststehenden Umlenkspiegel außerhalb des Hauptobjektivs auf die Objektebene gelenkt wird. Das dort vorgeschlagene Stereomikroskop weist einen Haupt- und einen Assistentenstrahlengang auf, wobei für beide Strahlengänge jeweils getrennte optische Systeme bestehend aus Objektivsystem, Zoomsystem und Binokulartubus vorgesehen sind. Während eines der Zoomsysteme horizontal liegend ausgeführt ist, steht die Achse des anderen Zoomsystems geneigt zur Vertikalen, die senkrecht auf die Objektebene steht. Zur Beleuchtungszentrierung bei veränderlicher Brennweite eines der Objektivsysteme sind hier keine Vorschläge gemacht.From the US 6,473,229 B2 is a stereomicroscope with a horizontally arranged illumination unit known whose illumination beam path is directed via a fixed deflection mirror outside of the main objective to the object plane. The stereomicroscope proposed therein has a main and an assistant beam path, separate optical systems consisting of objective system, zoom system and binocular tube being provided for both beam paths. While one of the zoom systems is running horizontally, the axis of the other zoom system is inclined to the vertical, which is perpendicular to the object plane. For lighting centering with variable focal length of the lens systems, no suggestions are made here.

Zur Verringerung der vertikalen Bauhöhe ist in der EP 1 424 582 B1 ein Stereomikroskopaufbau vorgeschlagen, bei dem ein "liegendes", d. h. mit seiner Längsachse horizontal angeordnetes Zoomsystem realisiert ist. Hierzu befindet sich zwischen Hauptobjektiv und Zoomsystem ein Umlenkelement, das den Beobachtungsstrahlengang aus einer im wesentlichen vertikalen Richtung in eine im wesentlichen horizontale Richtung umlenkt und dem in einer ersten Horizontalebene angeordneten Zoomsystem zuführt. Mittels weiterer Umlenkelemente wird der aus dem Zoomsystem austretende Beobachtungsstrahlengang in eine zweite Horizontalebene umgelenkt, die im wesentlichen parallel zur ersten Horizontalebene verläuft, und in der optische Zusatzkomponenten angeordnet sind. Bezüglich Einzelheiten des Aufbaus und der Funktionsweise eines solchen Stereomikroskops mit "liegendem" Zoomsystem sei ausdrücklich auf die genannte europäische Patentschrift hingewiesen.To reduce the vertical height is in the EP 1 424 582 B1 proposed a stereomicroscope structure in which a "lying", ie realized horizontally with its longitudinal axis zoom system is realized. For this purpose, a deflection element is located between the main objective and the zoom system, which deflects the observation beam path from a substantially vertical direction into a substantially horizontal direction and supplies it to the zoom system arranged in a first horizontal plane. By means of further deflection elements, the observation beam path emerging from the zoom system is deflected into a second horizontal plane, which runs essentially parallel to the first horizontal plane, and in which additional optical components are arranged. For details of the structure and operation of such a stereomicroscope with "horizontal" zoom system is expressly made to the said European patent specification.

Die Beleuchtungseinheit ist bei diesem Stereomikroskop im wesentlichen in horizontaler Richtung benachbart zum Hauptobjektiv und in vertikaler Richtung unterhalb des Zoomsystems angeordnet, wobei der Beleuchtungsstrahlengang außerhalb des Hauptobjektivs geführt wird. Anstelle einer Beleuchtungszentrierung kann mittels genügend großem Leuchtfeld dafür gesorgt werden, dass das visuelle Gesichtsfeld bei Brennweitenänderung des Hauptobjektivs stets ausgeleuchtet ist. Ein derart großzügig ausgelegtes Beleuchtungsfeld erfordert eine entsprechend groß ausgelegte Beleuchtungsapertur und somit Beleuchtungseinheit, was sich wiederum negativ auf die Ergonomie des Mikroskops auswirkt. Ein weiterer Nachteil hierbei ist, dass die Homogenität der Beleuchtung (Leuchtfeldverteilung) nicht für alle Positionen des Multifokus (Varioobjektivs) gleich sein kann. Es wird lediglich ein anderer Ausschnitt des insgesamt zur Verfügung gestellten Beleuchtungsfeldes genutzt.The Lighting unit is in this stereomicroscope substantially in the horizontal direction adjacent to the main objective and in the vertical direction arranged below the zoom system, wherein the illumination beam path outside the main lens. Instead of An illumination centering can be achieved by means of a sufficiently large light field Be taken care of that the visual field of vision Focal length change of the main objective always illuminated is. Such a generous lighting field requires a correspondingly large-scale illumination aperture and thus lighting unit, which in turn negatively affects the Ergonomics of the microscope. Another disadvantage here is that the homogeneity of the lighting (light field distribution) not the same for all positions of the multifocus (zoom lens) can be. It will just be another section of the whole used provided illumination field.

Die vorliegende Erfindung soll insbesondere zur Beleuchtungszentrierung bei einem Mikroskopaufbau geeignet sein, der "liegende" Zoomsysteme einsetzt.The The present invention is intended in particular for the illumination centering be suitable for a microscope setup that uses "lying" zoom systems.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist, in technisch einfacher Art und Weise eine Zentrierung der Beleuchtung bei einer Brennweitenänderung des Hauptobjektivs des Mikroskops zu realisieren.task present invention, in a technically simple manner a centering of the illumination during a focal length change to realize the main objective of the microscope.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Mikroskop gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.The The object is achieved by a microscope solved according to claim 1. advantageous Embodiments emerge from the subclaims and the following description.

Das erfindungsgemäße Mikroskop besitzt ein Hauptobjektiv mit veränderlicher Brennweite, wozu beispielsweise eine in Richtung der optischen Achse des Hauptobjektivs verschiebbare Linsenbaugruppe vorgesehen sein kann. Die Begriffe Multifokus oder Varioobjektiv sollen in dieser Anmeldung ein solches Hauptobjektiv veränderlicher Brennweite bezeichnen. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit soll im folgenden davon ausgegangen werden, dass dieses Hauptobjektiv aus einem objektabgewandten festen Teil und einem objektzugewandten verschiebbaren Teil besteht, wobei jedes der Teile eine Linsenbaugruppe beinhaltet. Eine Linsenbaugruppe kann eine Einzellinse oder eine Kombination von Linsen umfassen. Das Varioobjektiv kann auch so aufgebaut sein, dass der untere, objektzugewandte Teil feststehend, der obere, objektabgewandte Teil beweglich ausgebildet ist. Durch Verwendung eines Varioobjektivs kann in einem bestimmten Bereich auf unterschiedliche Objektebenen fokussiert werden.The Microscope according to the invention has a main objective with variable focal length, including for example a displaceable in the direction of the optical axis of the main objective Lens assembly may be provided. The terms multifocus or Vario lens in this application such a main objective designate variable focal length. Without restriction In the following, the general public should be assumed that this main objective from an object-facing solid part and an object facing sliding part, each the parts includes a lens assembly. A lens assembly may comprise a single lens or a combination of lenses. The zoom lens can also be constructed so that the lower, object facing part fixed, the upper, object facing away part is designed to be movable. By using a zoom lens can in a given area to different object levels be focused.

Das erfindungsgemäße Mikroskop weist weiterhin eine Beleuchtungseinheit umfassend eine Lichtquelle und eine Beleuchtungsoptik zur Erzeugung eines auf eine Objektebene gerichteten, außerhalb des Hauptobjektivs verlaufenden Beleuchtungsstrahlengangs auf.The The microscope according to the invention also has a Lighting unit comprising a light source and a lighting optics for generating an object-level directed, outside of the main objective extending illumination beam path.

Erfindungsgemäß ist zur Zentrierung der Beleuchtung in Abhängigkeit von einer Änderung der Brennweite des Hauptobjektivs die Beleuchtungsoptik zumindest zum Teil lateral verschiebbar gelagert. Der Begriff "lateral verschiebbar" bedeutet in diesem Zusammenhang eine Verschiebbarkeit nicht ausschließlich in axialer Richtung, also nicht ausschließlich in Richtung der Beleuchtungsachse, sondern in einer hierzu geneigten oder hierzu senkrechten Richtung, wobei eine zusätzliche Verschiebekomponente in axialer Richtung nicht ausgeschlossen sein soll. Es hat sich gezeigt, dass durch eine solche laterale Verschiebung zumindest eines Teils der Beleuchtungsoptik der Beleuchtungsfokus dem Fokus des Hauptobjektivs auf technisch einfache und zuverlässige Weise nachgeführt werden kann. Somit wird durch laterale Verschiebung des Leuchtfelds dieses dem Sehfeld nachgeführt. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass es ausreichend ist, nur einen Teil der Beleuchtungsoptik lateral verschiebbar zu gestalten. Dies ist von Vorteil, da auf diese Weise nicht die gesamte Beleuchtungseinheit verschiebbar gelagert sein muss, sondern nur ein Teil der eigentlichen Beleuchtungsoptik. Eine Nachführung des Leuchtfeldes bzgl. Position und Größe hat weiterhin den Vorteil, dass der Leuchtfelddurchmesser minimal gehalten und dem Sehfeld angepasst werden kann, so dass im Falle von Operationsmikroskopen der Patient einer minimalen Strahlenbelastung ausgesetzt ist.According to the invention, the illumination optics are mounted so as to be laterally displaceable at least partially in order to center the illumination as a function of a change in the focal length of the main objective. The term "laterally displaceable" in this context means a displaceability not only in the axial direction, ie not exclusively in the direction of the illumination axis, but in a direction inclined thereto or perpendicular thereto, wherein an additional displacement component in the axial direction should not be excluded. It It has been shown that such a lateral displacement of at least one part of the illumination optics makes it possible to track the illumination focus in a technically simple and reliable manner to the focus of the main objective. Thus, by lateral displacement of the light field this tracked the field of view. It has further been shown that it is sufficient to make only a part of the illumination optics laterally displaceable. This is advantageous because in this way not the entire lighting unit must be slidably mounted, but only a part of the actual lighting optics. A tracking of the luminous field with respect to position and size has the further advantage that the luminous field diameter can be minimized and adapted to the field of view, so that in the case of surgical microscopes, the patient is exposed to a minimal radiation exposure.

Eine für die Erfindung eingesetzte Beleuchtungseinheit weist vorteilhafterweise von der Lichtquelle aus gesehen als Beleuchtungsoptik einen Kollektor, eine Blende sowie eine Beleuchtungs-Linsenbaugruppe zur Fokussierung des Beleuchtungsstrahlengangs in die Objektebene auf. Die Öffnung der Blende, meist eine Irisblende mit veränderlichem Durchmesser, wird bei der Köhlerschen Beleuchtung über die Linsenbaugruppe in die Objektebene abgebildet. Andere Arten der Beleuchtung sowie anders aufgebaute Beleuchtungseinheiten sind einsetzbar. Der Beleuchtungs-Linsenbaugruppe kann ein Beleuchtungs-Umlenkelement nach- oder vorzugsweise vorgeschaltet sein. Hierdurch ist es insbesondere möglich, eine wenigstens zum Teil horizontal angeordnete Beleuchtungseinheit (beispielsweise Lichtquelle, Kollektor und Blende) einzusetzen und den erzeugten Beleuchtungsstrahlengang mittels des Beleuchtungs-Umlenkelements in eine vertikale Richtung in Richtung Objektebene umzulenken.A has for the invention used lighting unit advantageously seen from the light source as illumination optics a collector, a bezel and a lighting lens assembly for focusing the illumination beam path in the object plane on. The opening of the aperture, usually with an iris diaphragm variable diameter, is in the Köhlerschen Illumination through the lens assembly into the object plane displayed. Other types of lighting as well as differently constructed Lighting units can be used. The lighting lens assembly a lighting deflecting nach- or preferably upstream be. This makes it possible, in particular, an at least partially horizontally arranged lighting unit (for example Light source, collector and aperture) and the generated Illumination beam path by means of the illumination deflecting element to redirect in a vertical direction towards the object plane.

Es hat sich insbesondere bei einem derartigen Aufbau einer Beleuchtungseinheit herausgestellt, dass es erfindungsgemäß ausreichend ist, lediglich die erwähnte Linsenbaugruppe oder einen Teil hiervon lateral verschiebbar zu lagern. Die Beleuchtungs-Linsenbaugruppe kann ihrerseits prinzipiell eine Einzellinse oder eine Kombination von Linsen darstellen. Anstelle der lateralen Verschiebbarkeit der gesamten Linsenbaugruppe kann es im letzteren Fall ausreichend sein, wenn nur eine oder bestimmte Lin sen der Kombination von Linsen lateral verschoben werden, um die gewünschte Zentrierung der Beleuchtung zu erreichen.It has particular in such a structure of a lighting unit proved that it is sufficient according to the invention is, only the mentioned lens assembly or a Part thereof to store laterally displaceable. The lighting lens assembly In turn, in principle, a single lens or a combination of lenses. Instead of the lateral displacement of the entire lens assembly may be sufficient in the latter case, if only one or certain Lin sen the combination of lenses laterally be moved to the desired centering of the lighting to reach.

Häufig ist – wie erwähnt – die Beleuchtungseinheit wenigstens zum Teil derart angeordnet, dass der erzeugte Beleuchtungsstrahlengang in einer Richtung auf das Beleuchtungs-Umlenkelement trifft, die im wesentlichen senkrecht (oder geneigt) zur optischen Achse des Hauptobjektivs steht, die ohne Beschränkung der Allgemeinheit im wesentlichen vertikal gerichtet ist ("horizontale Beleuchtungseinheit"). Das Beleuchtungs-Umlenkelement lenkt diesen Beleuchtungsstrahlengang dann in Richtung Objektebene auf den Fokus des Hauptobjektivs. Dieser Abschnitt des umgelenkten Beleuchtungsstrahlengangs schließt mit der Vertikalen (Lot auf die Objektebene) einen bestimmten Winkel ein. Bei einer Änderung der Brennweite des Hauptobjektivs, die bei dieser Anordnung zu einer Verschiebung der abgebildeten Objektebene in vertikale Richtung führt, muss dieser Winkel mitverändert werden, damit die Beleuchtung zentriert bleibt. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass diese Änderung des besagten Winkels bei feststehendem Beleuchtungs-Umlenkelement allein durch laterale Verschiebung der (insbesondere dem Umlenkelement nachgeschalteten) Beleuchtungs-Linsengruppe vorgenommen werden kann. Insbesondere ist eine lineare Verschiebung der Beleuchtungs-Linsenbaugruppe ausreichend, wobei diese Verschiebung bei einer dem Umlenkelement nachgeschalteten Linsenbaugruppe vorzugsweise parallel zur Objektebene stattfinden kann.Often is - as mentioned - the lighting unit at least partially arranged such that the generated illumination beam path meets in one direction to the lighting deflection, the substantially perpendicular (or inclined) to the optical axis of the Main objective, without restriction of generality is directed substantially vertically ("horizontal illumination unit"). The Illumination deflection deflects this illumination beam path then in the direction of the object plane to the focus of the main objective. This Section of the deflected illumination beam path closes with the vertical (perpendicular to the object plane) a certain angle one. When changing the focal length of the main lens, in this arrangement, a shift of the imaged Object level leads in vertical direction, this angle must be be changed so that the lighting remains centered. It has surprisingly been found that this change said angle with fixed lighting deflection solely by lateral displacement of the (in particular the deflecting element downstream) illumination lens group can be made. Especially is a linear displacement of the illumination lens assembly sufficient, wherein this shift at a downstream of the deflecting element Lens assembly preferably take place parallel to the object plane can.

Bezüglich der Orientierung der Linsenbaugruppe seien zwei vorteilhafte Ausführungsformen erwähnt: Zum einen kann die Symmetrieachse der Linsenbaugruppe parallel zur Achse des Beleuchtungsstrahlengangs ausgerichtet sein. Die laterale Verschiebung kann bei der oben erwähnten Mikroskop-Beleuchtungs-Anordnung beispielsweise wiederum parallel zur Objektebene stattfinden. Die Linsenbaugruppe ist dann folglich gegenüber der lateralen Bewegungsrichtung verkippt angeordnet. Bei kreisförmiger Linsen- und Blendengeometrie hat das auf einer horizontalen Objektebene erzeugte Leuchtfeld in diesem Fall eine elliptische Geometrie, da die Achse des Beleuchtungsstrahlengangs nicht senkrecht auf die Objektebene steht. Die Orientierung der Linsenbaugruppe kann folglich zur Beeinflussung der Geometrie des Leuchtfelds gezielt eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Symmetrieachse der Linsenbaugruppe in einem anderen Fall senkrecht zur Objektebene ausgerichtet werden und während der lateralen Verschiebung in dieser Weise ausgerichtet bleiben. Prinzipiell wäre auch denkbar, die Orientierung der Linsenbaugruppe während einer lateralen Verschiebung zu ändern, beispielsweise um Korrekturen der Leuchtfeldgeometrie vornehmen zu können.In terms of The orientation of the lens assembly may be mentioned two advantageous embodiments: On the one hand, the symmetry axis of the lens assembly can be parallel to the Be aligned axis of the illumination beam path. The lateral displacement can in the above-mentioned microscope illumination arrangement For example, again take place parallel to the object plane. The Lens assembly is then compared to the lateral Movement direction tilted arranged. In circular Lens and iris geometry has this on a horizontal object plane generated luminous field in this case an elliptical geometry, since the axis of the illumination beam path is not perpendicular to the Object level is. The orientation of the lens assembly can therefore specifically used to influence the geometry of the light field become. For example, the axis of symmetry of the lens assembly in another case be aligned perpendicular to the object plane and during the lateral displacement in this way stay aligned. In principle, it would also be conceivable that Orientation of the lens assembly during a lateral Shift to change, for example, to correct the To be able to make field light geometry.

Prinzipiell sind auch andersartige laterale Verschiebungen denkbar, beispielsweise solche Verschiebungen, die senkrecht auf die vom Beleuchtungs-Umlenkelement kommende Beleuchtungsachse stehen, oder aber Verschiebungen entlang einer Kurvenbahn, also beispielsweise entlang einer Kreisbahn eines Kreises mit Mittelpunkt im Beleuchtungs-Umlenkelement. Jedoch hat sich die genannte laterale Verschiebung parallel zur Objektebene bei dem beschriebenen Aufbau der Beleuchtungseinheit als besonders einfach und technisch zuverlässig realisierbar erwiesen.In principle, other types of lateral displacements are also conceivable, for example those displacements which are perpendicular to the illumination axis coming from the illumination deflecting element or displacements along a curved path, that is, for example along a circular path of a circle with a center in the illumination deflecting element. However, the said lateral displacement is parallel to the object plane the described structure of the lighting unit proved to be particularly easy and technically reliable realized.

Es ist zweckmäßig, wenn eine Steuereinheit zur Kopplung einer Änderung der Brennweite des Hauptobjektivs mit einem Betrag der lateralen Verschiebung des zumindest einen Teils der Beleuchtungsoptik vorgesehen ist. Hierbei ist es sinnvoll, für den konkreten Mikroskopaufbau mit der konkreten Beleuchtungseinheit zumindest für eine Anzahl von Arbeitsabständen (bzw. Brennweiten des Hauptobjektivs) die entsprechend notwendigen lateralen Verschiebungsbeträge zuzuordnen und hieraus einen entsprechenden Zusammenhang (numerisch oder in Form einer Formel) abzuleiten, der anschließend einer entsprechenden Steuerung eingeprägt wird. Der genannte Zusammenhang kann auch mit Hilfe geeigneter Software durch Strahlrückrechnung ("ray tracing") bei verschiedenen Arbeitsabständen und einer Best-Fit-Methode hergestellt werden. Auch an eine Regelung der Beleuchtungszentrierung lässt sich denken.It is useful if a control unit for coupling a change in the focal length of the main objective with a Amount of the lateral displacement of the at least part of the Illumination optics is provided. Here it makes sense for the concrete microscope setup with the concrete lighting unit at least for a number of working distances (or focal lengths of the main lens) the corresponding necessary allocate lateral shift amounts and from this a corresponding one Context (numerically or in the form of a formula) that derives then impressed on a corresponding control becomes. The said connection can also be made with the help of suitable software by ray tracing at different Working distances and a best-fit method become. Also to a regulation of the illumination centering leaves to think.

Es sei angemerkt, dass die geschilderten und noch zu schildernden Merkmale der Erfindung nicht nur in der hier angegebenen Kombination, sondern soweit technisch sinnvoll auch in Alleinstellung oder in anderen Kombinationen verwendet werden können, ohne den Rahmen vorliegender Erfindung zu verlassen.It It should be noted that the described and yet to be described features the invention not only in the combination specified here, but as far as technically sensible also in isolation or in others Combinations can be used without the frame to leave the present invention.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel, das in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, die Erfindung und ihre Vorteile näher beschreiben.in the The following is an exemplary embodiment, in the drawing is shown schematically, the invention and its advantages closer describe.

1 zeigt schematisch den Aufbau eines Mikroskops, mit dem die Erfindung bevorzugt eingesetzt werden kann, 1 shows schematically the construction of a microscope with which the invention can be used with preference,

2 zeigt den Einfluss eines veränderten Arbeitsabstands auf die Beleuchtungszentrierung und 2 shows the influence of a changed working distance on the illumination centering and

3 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus dem Mikroskop gemäß 1, der nur die erfindungswesentlichen Komponenten zeigt. 3 schematically shows a section of the microscope according to 1 which shows only the essential components of the invention.

1 zeigt schematisch den grundsätzlichen Aufbau eines Mikroskops 10, das hier als Operations-Stereomikroskop ausgebildet ist, wobei zur besseren Darstellung nur die Beobachtungsachse R_o dargestellt ist. Häufig weisen solche Operationsmikroskope neben einem Paar von Hauptbeobachtungs-Strahlengängen ein zusätzliches Paar von Beobachtungsstrahlengängen für die Assistentenbeobachtung auf. Solche Mikroskope sind an sich bekannt und sollen daher vorliegend nicht näher erläutert werden. Es sei in diesem Zusammenhang auf das in der bereits genannten EP 1 424 582 B1 beschriebene Stereomikroskop hingewiesen, bei dem, wie auch vorliegend, ein "liegendes" Zoomsystem 30 realisiert ist. 1 schematically shows the basic structure of a microscope 10 , which is designed here as a surgical stereomicroscope, with only the observation axis R _{o being} shown for better illustration. Frequently, such surgical microscopes have, in addition to a pair of main observation beam paths, an additional pair of observation beam paths for assistant observation. Such microscopes are known per se and should therefore not be explained in detail here. It is in this context on the already mentioned EP 1 424 582 B1 as also described herein, a "lying" zoom system 30 is realized.

Das Operationsmikroskop 10 verfügt über ein Hauptobjektiv 20, welches als Multifokus (oder Varioobjektiv) ausgebildet ist, also ein Objektiv veränderlicher Brennweite darstellt. Das Hauptobjektiv 20 definiert eine optische Achse 23, die senkrecht auf eine Objektebene 100 steht. Durch Veränderung der Brennweite des Hauptobjektivs 20 kann auf die jeweilige Objektebene 100 fokussiert werden. Die Beobachtungsstrahlengänge verlaufen parallel zur gezeigten optischen Achse 23 und liegen beispielsweise entweder in der Zeichenebene oder in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene, die die optische Achse 23 enthält. Zur Umlenkung der Beobachtungsstrahlengänge ist ein erstes Umlenkelement 50 im Strahlengang angeordnet, das die Beobachtungsstrahlengänge aus einer im wesentlichen vertikalen Richtung in eine im wesentlichen horizontale Richtung in das "liegende" Zoomsystem 30 lenkt. Das Zoomsystem 30 ist mit seiner Längsachse in einer ersten Horizontalebene I angeordnet. Anstelle eines Zoomsystems 30, das der kontinuierlichen Vergrößerung des Objektbildes dient, kann auch ein diskret arbeitender Vergrößerungswechsler vorgesehen sein. Mittels weiterer Umlenkelemente 51 und 52 wird der Beobachtungsstrahlengang in eine zweite Horizontalebene II gelenkt. Hier ist der Tubus 60 angeordnet, der den Beobachtungsstrahlengang in mindestens ein Okular 70 lenkt, durch das ein Beobachter 110 das Mikroskopbild betrachten kann. Der prinzipielle Aufbau der beschriebenen Mikroskopkomponenten, wie Hauptobjektiv, Zoomsystem, Tubus und Okular oder Binokulartubus sind dem Fachmann geläufig. In dem in 1 dargestellten Strahlenverlauf können optische Zusatzkomponenten, wie Filter, Bildumkehrer, Komponenten zur Verlängerung der optischen Weglänge, Strahlenteiler für assistentische Mitbetrachtung und Ein- und Ausspiegelungen (z. B. Dateneinspiegelung), etc. angeordnet sein. Schließlich kann zwischen dem Zoomsystem 30 und dem Tubus 60 ein Ausgang (optisch/mechanisch) für Dokumentation (Kamera, Video etc.) vorhanden sein.The surgical microscope 10 has a main lens 20 , which is designed as a multi-focus (or zoom lens), so represents a lens of variable focal length. The main objective 20 defines an optical axis 23 that is perpendicular to an object plane 100 stands. By changing the focal length of the main lens 20 can affect the respective object level 100 be focused. The observation beam paths are parallel to the optical axis shown 23 and lie, for example, either in the plane of the drawing or in a plane perpendicular to the plane of the drawing, which is the optical axis 23 contains. For deflecting the observation beam paths is a first deflecting element 50 arranged in the beam path, which the observation beam paths from a substantially vertical direction in a substantially horizontal direction in the "horizontal" zoom system 30 directs. The zoom system 30 is with its longitudinal axis in a first horizontal plane I arranged. Instead of a zoom system 30 , which serves for the continuous enlargement of the object image, a discretely operating magnification changer can also be provided. By means of further deflection elements 51 and 52 the observation beam path is in a second horizontal plane II directed. Here is the tube 60 arranged, the observation beam path in at least one eyepiece 70 guides, through which an observer 110 to look at the microscope image. The basic structure of the described microscope components, such as the main objective, zoom system, tube and eyepiece or binocular tube are familiar to the person skilled in the art. In the in 1 can be arranged optical additional components, such as filters, image inverters, components for extending the optical path length, beam splitter for assistent Mitbetrachtung and input and Ausspiegelspiegel (eg., Data reflection), etc. Finally, between the zoom system 30 and the tube 60 an output (optical / mechanical) for documentation (camera, video, etc.) may be present.

Zur Objektbeleuchtung dient eine Beleuchtungseinheit 40, die mit ihrer Längsachse im wesentlichen horizontal unterhalb des Zoomsystems 30 ergonomisch günstig angeordnet sein kann. Dargestellt ist hier eine Faserbeleuchtung über einen Lichtleiter 80. Es kann sich aber ebenso beispielsweise um eine direkte Halogen-, Xenon- oder LED- Beleuchtung handeln. Der von der Beleuchtungseinheit 40 erzeugte Beleuchtungsstrahlengang, der anhand seiner Beleuchtungsachse R_i dargestellt ist, wird mittels eines Beleuchtungs-Umlenkspiegels 43 in Richtung Objektebene 100 gelenkt. Wie aus 1 ersichtlich, wird der Beleuchtungsstrahlengang außerhalb des Hauptobjektivs 20 des Mikroskops 10 geführt. Folglich muss bei einer Brennweitenänderung des Hauptobjektivs 20, die zu einer Verschiebung der Objektebene 100 in vertikaler Richtung führt, für eine optimale Beleuchtung der Beleuchtungsstrahlengang nachgeführt werden. Die erfindungsgemäße Art dieser Nachführung der Beleuchtung soll anhand von 3 näher erläutert werden.A lighting unit serves as object lighting 40 with their longitudinal axis substantially horizontal below the zoom system 30 can be ergonomically located. Shown here is a fiber lighting over a light guide 80 , However, it may also be, for example, a direct halogen, xenon or LED lighting. The one from the lighting unit 40 generated illumination beam path, which is illustrated by its illumination axis R _i , by means of an illumination-deflecting mirror 43 in the direction of the object plane 100 directed. How out 1 As can be seen, the illumination beam path is outside the main objective 20 of the microscope 10 guided. success It must be during a focal length change of the main objective 20 leading to a displacement of the object plane 100 leads in the vertical direction, be tracked for optimal illumination of the illumination beam path. The inventive type of tracking the lighting should be based on 3 be explained in more detail.

Wie aus 1 ersichtlich, schließt die Achse R_i des Beleuchtungsstrahlengangs mit der Achse R_o des Beobachtungsstrahlengangs den Winkel θ ein.How out 1 As can be seen, the axis R _{i of} the illumination beam path encloses the angle θ with the axis R _{o of} the observation beam path.

2 verdeutlicht die notwendige Veränderung des genannten Winkels θ bei einer Änderung der Brennweite des Hauptobjektivs 20 oder einer Änderung des Arbeitsabstands dieses Hauptobjektivs 20 zur Objektebene 100. Bei geringer werdender Brennweite des Hauptobjektivs 20 und damit abnehmendem Arbeitsabstand vergrößert sich der Winkel θ. 2 zeigt zwei Extrempositionen, beispielsweise maximaler und minimaler Arbeitsabstand, wobei die Achse R_i2 des Beleuchtungsstrahlengangs auf den Fokus des Hauptobjektivs 20 bei größerem Arbeitsabstand gerichtet ist. Es ergibt sich hier der Winkel θ₂. Bei kleinerem Arbeitsabstand muss der Winkel θ vergrößert werden, bis beispielsweise der Winkel θ₁ mit der zugehörigen Beleuchtungsachse R_i1 erreicht ist. Aus dem maximalen und minimalen Arbeitsabstand des Hauptobjektivs 20 lässt sich somit ein Bereich des Winkels θ angeben, der mit einer Änderung des Arbeitsabstands nachzuführen ist, um eine zentrierte Beleuchtung zu erzielen. 2 illustrates the necessary change of said angle θ with a change in the focal length of the main objective 20 or a change in the working distance of this main lens 20 to the object level 100 , As the focal length of the main lens becomes smaller 20 and thus decreasing working distance, the angle θ increases. 2 shows two extreme positions, for example maximum and minimum working distance, wherein the axis R _{i2 of} the illumination beam _path to the focus of the main objective 20 directed at a larger working distance. This results in the angle θ ₂ . At a smaller working distance, the angle θ must be increased until, for example, the angle θ _{1 is reached} with the associated illumination _axis R _i1 . From the maximum and minimum working distance of the main objective 20 Thus, it is possible to specify a range of the angle θ to be tracked with a change in working distance to achieve centered illumination.

3 zeigt nunmehr die hierzu notwendigen erfindungsgemäßen Maßnahmen in einer besonderen Ausführungsform. In 3 ist der Aufbau einer Beleuchtungseinheit 40 dargestellt, wie er vorzugsweise für vorliegende Erfindung eingesetzt werden soll. Der Kollektor (hier mit der Beleuchtungsquelle) ist mit 41 bezeichnet. Der Kollektor sammelt das Licht der Lichtquelle und bildet es über die Blende 42 und die Beleuchtungs-Linsenbaugruppe 44 in die Objektebene 100 ab. Bei der Blende 42 handelt es sich vorzugsweise um eine Irisblende mit veränderbarem Durchmesser. Als Beleuchtungs-Umlenkelement 43 kann ein Planspiegel oder auch ein sphärischer Spiegel eingesetzt werden. Vorzugsweise ist die Beleuchtungs-Linsenbaugruppe 44 (von der Lichtquelle her gesehen) dem Beleuchtungs-Umlenkelement 43 nachgeschaltet. Dies stellt einen Unterschied zu der Beleuchtungseinheit 40 dar, wie sie in 1 geschildert worden ist. Die Linsenbaugruppe 44 kann eine Einzellinse oder aber (in der Regel) eine Kombination von Linsen darstellen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Symmetrieachse der Linsenbaugruppe 44 senkrecht auf die Objektebene 100 orientiert. Der Einfachheit halber ist in 3 die gesamte Linsenbaugruppe 44 lateral verschiebbar dargestellt. Es soll aber betont werden, dass bei einem mehrgliedrigen Aufbau es ausreichend sein kann, nur einzelne Teile dieser Linsenbaugruppe lateral verschiebbar auszugestalten. Insbesondere könnten auch einzelne Teile dieser Linsenbaugruppe dem Umlenkelement 43 vorgeschaltet, andere dem Umlenkelement 43 nachgeschaltet sein. 3 now shows the necessary measures according to the invention in a particular embodiment. In 3 is the construction of a lighting unit 40 as it is preferably used for the present invention. The collector (here with the illumination source) is with 41 designated. The collector collects the light from the light source and forms it over the aperture 42 and the illumination lens assembly 44 into the object plane 100 from. At the aperture 42 it is preferably an iris diaphragm with variable diameter. As a lighting deflecting element 43 a plane mirror or even a spherical mirror can be used. Preferably, the illumination lens assembly is 44 (Seen from the light source) the illumination deflecting element 43 downstream. This makes a difference to the lighting unit 40 as they are in 1 has been described. The lens assembly 44 may be a single lens or (usually) a combination of lenses. In this embodiment, the axis of symmetry of the lens assembly 44 perpendicular to the object plane 100 oriented. For the sake of simplicity, is in 3 the entire lens assembly 44 laterally displaceable. However, it should be emphasized that in a multi-unit construction, it may be sufficient to design only individual parts of this lens assembly laterally displaceable. In particular, individual parts of this lens assembly could the deflection 43 upstream, others the deflection 43 be downstream.

Mittels lateraler Verschiebung der Linsenbaugruppe 44 kann der Beleuchtungsstrahlengang und somit seine Achse R_i einem sich verändernden Fokus des Hauptobjektivs 20 nachgeführt werden. Beispielsweise wird bei einem sich ändernden Arbeitsabstand gemäß 3 der Übergang des Winkels θ von θ₂ zu θ₁ durch eine in 3 dargestellte laterale Verschiebung der Linsenbaugruppe 44 nach links, also in Richtung Hauptobjektiv 20, vollzogen. Die laterale Verschiebung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel entlang einer Schnittlinie zweier Ebenen, wobei die eine Ebene parallel zur Objektebene 100 verläuft und die andere Ebene von den Achsen R_o und R_i aufgespannt wird.By means of lateral displacement of the lens assembly 44 For example, the illumination beam path, and thus its axis R _{i, can be} a changing focus of the main objective 20 be tracked. For example, according to a changing working distance according to 3 the transition of the angle θ from θ ₂ to θ ₁ by an in 3 shown lateral displacement of the lens assembly 44 to the left, in the direction of the main objective 20 , completed. The lateral displacement takes place in this embodiment along a line of intersection of two planes, wherein the one plane parallel to the object plane 100 runs and the other plane is spanned by the axes R _o and R _i .

Abweichend von der in 3 dargestellten Anordnung können auch leichte Modifikationen zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann die Linsenbaugruppe 44 in einer bestimmten lateralen Position mit ihrer optischen Achse mit der Achse R_i des Beleuchtungsstrahlengangs zusammenfallen. Weiterhin kann anstelle einer Verschiebung parallel zur Objektebene 100 auch eine Verschiebung senkrecht zur Achse R_i des Beleuchtungsstrahlengangs vorgenommen werden. Wie bereits erwähnt, sind auch kreisbahnförmige Verschiebungen, beispielsweise entlang eines Kreisbogens mit Mittelpunkt im Auftreffpunkt der Achse R_i auf dem Umlenkelement 43, denkbar. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass eine Kopplung der Brennweitenänderung des Hauptobjektivs mit einer linearen Bewegung der Linsenbaugruppe 44 technisch leichter zu realisieren ist als die Kopplung mit einer Drehbewegung. In diesem Zusammenhang sei nochmals darauf hingewiesen, dass das Umlenkelement 43 erfindungsgemäß nicht um eine Achse kippbar gelagert sein muss, da die laterale Verschiebung der Linsenbaugruppe alleine ge eignet ist, um eine Beleuchtungszentrierung innerhalb der möglichen Arbeitsabstände des Hauptobjektivs 20 zu ermöglichen.Notwithstanding the in 3 arrangement shown, even slight modifications can be used. For example, the lens assembly 44 in a particular lateral position coincide with its optical axis with the axis R _{i of} the illumination beam path. Furthermore, instead of a displacement parallel to the object plane 100 Also, a shift perpendicular to the axis R _{i of} the illumination beam path can be made. As already mentioned, also circular path-shaped displacements, for example along a circular arc with center at the point of impact of the axis R _i on the deflecting element 43 , conceivable. It should be noted, however, that a coupling of the focal length change of the main objective with a linear movement of the lens assembly 44 technically easier to implement than the coupling with a rotary motion. In this context, it should again be noted that the deflection 43 According to the invention does not have to be tilted about an axis, since the lateral displacement of the lens assembly alone ge is suitable to an illumination centering within the possible working distances of the main objective 20 to enable.

Es ist vorteilhaft, wenn eine Steuereinheit 90 zur Kopplung einer Änderung der Brennweite des Hauptobjektivs mit einem Betrag der lateralen Verschiebung der Linsenbaugruppe 44 der Beleuchtungseinheit 40 vorgesehen ist. Die Steuereinheit 90 ist in 3 schematisch dargestellt, wobei über einen Eingang der Steuereinheit 90 dieser ein Signal zugeführt wird, das eine Änderung der Brennweite des Hauptobjektivs 20 angibt, und wobei über einen Ausgang der Steuereinheit 90 der entsprechend notwendige Verschiebungsbetrag der Linsenbaugruppe 44 ausgegeben wird. Der Zusammenhang zwischen Verschiebungsbetrag und Brennweitenänderung kann praktisch in einfacher Weise mit Hilfe bekannter Software durch das sogenannte "ray tracing" (Strahlrückrechnung) und einer Best-Fit-Methode hergestellt werden. Die laterale Verschiebung der Beleuchtungsachse R_i auf der Objektebene 100 hängt hierbei vom Abbildungsmaßstab der Linsenbaugruppe 44 und der lateralen Verschiebung dieser Linsenbaugruppe 44 ab.It is advantageous if a control unit 90 for coupling a change in the focal length of the main lens with an amount of lateral displacement of the lens assembly 44 the lighting unit 40 is provided. The control unit 90 is in 3 shown schematically, wherein via an input of the control unit 90 this is fed with a signal indicating a change in the focal length of the main objective 20 indicates, and wherein via an output of the control unit 90 the correspondingly necessary amount of displacement of the lens assembly 44 is issued. The relationship between shift amount and focal length change can be produced in a simple manner using known software by the so-called "ray tracing" and a best-fit method. The lateral displacement of the illumination axis R _i on the object plane 100 depends on the magnification of the lens assembly 44 and the lateral displacement of this lens assembly 44 from.

Die Möglichkeiten zur Änderung der Brennweite eines Hauptobjektivs 20 sind bereits in der Beschreibungseinleitung genannt worden. Gängig ist die Kombination aus einer festen und einer bewegbaren Linse zur Änderung der Brennweite und der Schnittweite des Hauptobjektivs. Die Bewegung der bewegbaren Linse kann direkt abgegriffen werden und der sich ändernden Schnittweite des Hauptobjektivs oder seinem Arbeitsabstand zugeordnet werden. Insgesamt lässt sich die erfindungsgemäße Beleuchtungs zentrierung somit mit bekannten Steuermethoden praktisch umsetzen.The possibilities to change the focal length of a main objective 20 have already been mentioned in the introduction. Common is the combination of a fixed and a movable lens to change the focal length and the focal length of the main objective. The movement of the movable lens can be tapped directly and assigned to the changing focal distance of the main objective or its working distance. Overall, the illumination centering according to the invention can thus be practically implemented with known control methods.

1010

Mikroskopmicroscope

2020

Hauptobjektivmain objective

2323

optische Achseoptical axis

3030

ZoomsystemZoom system

4040

Beleuchtungseinheitlighting unit

4141

Kollektorcollector

4242

Blende, IrisblendeCover, iris

4343

Beleuchtungs-UmlenkelementLighting deflecting

4444

Linsenbaugruppelens assembly

5050

Umlenkelementdeflecting

5151

Umlenkelementdeflecting

5252

Umlenkelementdeflecting

6060

Tubustube

7070

Okulareyepiece

8080

Lichtleiteroptical fiber

9090

Steuereinheitcontrol unit

100, 100'100 100 '

Objektebeneobject level

110110

Beobachterobserver

II

erste Horizontalebenefirst WL

IIII

zweite Horizontalebenesecond WL

R_o R _o

Beobachtungsachseobservation axis

R_i R _i

Beleuchtungsachseillumination axis

θθ

Winkel R_i zu R_o Angle R _i to R _o

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• - DE 19523712 C2 [0002, 0002] - DE 19523712 C2 [0002, 0002]
• - DE 19537868 B4 [0002, 0004] - DE 19537868 B4 [0002, 0004]
• - EP 0321586 B2 [0006] EP 0321586 B2 [0006]
• - US 6473229 B2 [0008] - US 6473229 B2 [0008]
• - EP 1424582 B1 [0009, 0028] - EP 1424582 B1 [0009, 0028]

Claims (13)

Mikroskop (10) mit einem Hauptobjektiv (20) veränderbarer Brennweite und mit einer Beleuchtungseinheit (40) umfassend eine Lichtquelle und eine Beleuchtungsoptik (41, 42, 43, 44) zur Erzeugung eines auf eine Objektebene (100) gerichteten, außerhalb des Hauptobjektivs (20) verlaufenden Beleuchtungsstrahlengangs, wobei Mittel zur Zentrierung der Beleuchtung in Abhängigkeit von einer Änderung der Brennweite des Hauptobjektivs (20) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik (41–44) zumindest zum Teil zur Zentrierung der Beleuchtung lateral verschiebbar gelagert ist.Microscope ( 10 ) with a main lens ( 20 ) of variable focal length and with a lighting unit ( 40 ) comprising a light source and an illumination optics ( 41 . 42 . 43 . 44 ) for generating one at an object level ( 100 ), outside the main objective ( 20 ), wherein means for centering the illumination in response to a change in the focal length of the main objective ( 20 ), characterized in that the illumination optics ( 41 - 44 ) Is mounted laterally displaceable at least partially for centering the illumination. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (40) als Beleuchtungsoptik (41–44) einen Kollektor (41), eine Blende (42), ein Beleuchtungs-Umlenkelement (43) sowie eine Linsenbaugruppe (44) zur Fokussierung des Beleuchtungsstrahlengangs auf die Objektebene (100) aufweist.Microscope according to claim 1, characterized in that the illumination unit ( 40 ) as illumination optics ( 41 - 44 ) a collector ( 41 ), an aperture ( 42 ), a lighting deflection element ( 43 ) and a lens assembly ( 44 ) for focusing the illumination beam path on the object plane ( 100 ) having. Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik (41–44) eine zumindest zum Teil lateral verschiebbar gelagerte Linsenbaugruppe (44) aufweist.Microscope according to claim 1 or 2, characterized in that the illumination optics ( 41 - 44 ) an at least partially laterally displaceably mounted lens assembly ( 44 ) having. Mikroskop nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungs-Umlenkelement (43) in seiner Position fest ist.Microscope according to claim 2 or 3, characterized in that the illumination deflecting element ( 43 ) is fixed in position. Mikroskop nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Linsenbaugruppe (44) zumindest zum Teil parallel zur Objektebene (100) verschiebbar gelagert ist.Microscope according to one of claims 2 to 4, characterized in that the lens assembly ( 44 ) at least partially parallel to the object plane ( 100 ) is slidably mounted. Mikroskop nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieachse der Linsenbaugruppe (44) parallel zur Achse (R_i) des Beleuchtungsstrahlengangs ausgerichtet ist.Microscope according to one of claims 2 to 5, characterized in that the axis of symmetry of the lens assembly ( 44 ) is aligned parallel to the axis (R _i ) of the illumination beam path. Mikroskop nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieachse der Linsenbaugruppe (44) senkrecht zur Objektebene (100) ausgerichtet ist.Microscope according to one of claims 2 to 5, characterized in that the axis of symmetry of the lens assembly ( 44 ) perpendicular to the object plane ( 100 ) is aligned. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (90) zur Kopplung einer Änderung der Brennweite des Hauptobjektivs (20) mit einem Betrag der lateralen Verschiebung des zumindest einen Teils der Beleuchtungsoptik (41, 42, 43, 44) vorgesehen ist.Microscope according to one of claims 1 to 7, characterized in that a control unit ( 90 ) for coupling a change in the focal length of the main objective ( 20 ) with an amount of the lateral displacement of the at least one part of the illumination optics ( 41 . 42 . 43 . 44 ) is provided. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop (10) ein dem Hauptobjektiv (20) von der Objektebene (100) aus gesehen nachgeschaltetes Zoomsystem (30) aufweist.Microscope according to one of claims 1 to 8, characterized in that the microscope ( 10 ) to the main objective ( 20 ) from the object plane ( 100 ) seen from downstream zoom system ( 30 ) having. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Zoomsystem (30) und Hauptobjektiv (20) ein Umlenkelement (50) angeordnet ist, das den vom Hauptobjektiv (20) kommenden Beobachtungsstrahlengang in eine erste Horizontalebene (I) lenkt, in der die Längsachse des Zoomsystems (30) liegt.Microscope according to one of claims 1 to 9, characterized in that between zoom system ( 30 ) and main objective ( 20 ) a deflecting element ( 50 ) is arranged, which from the main objective ( 20 ) coming observation beam path in a first horizontal plane ( I ), in which the longitudinal axis of the zoom system ( 30 ) lies. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop einen Tubus (60) und mindestens ein Okular (70) aufweist, die dem Zoomsystem (30) nachgeschaltet sind.Microscope according to one of claims 1 to 10, characterized in that the microscope is a tube ( 60 ) and at least one eyepiece ( 70 ), which corresponds to the zoom system ( 30 ) are connected downstream. Mikroskop nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Tubus (60) mit seiner Längsachse in einer zweiten Horizontalebene (II) angeordnet ist, die im wesentlichen parallel zur ersten Horizontalebene (I) verläuft.Microscope according to claim 10 and 11, characterized in that at least the tube ( 60 ) with its longitudinal axis in a second horizontal plane ( II ) arranged substantially parallel to the first horizontal plane ( I ) runs. Mikroskop nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroskop (10) als Stereomikroskop, insbesondere als Operationsmikroskop, ausgebildet ist.Microscope according to one of claims 1 to 12, characterized in that the microscope ( 10 ) is designed as a stereomicroscope, in particular as a surgical microscope.